1.7: Korzystanie z pH-metru

1. Kalibracja pH

1. Włącz zasilanie miernika, naciskając przycisk "zasilanie".
2. Podłącz sondę automatycznej kompensacji temperatury (ATC), jeśli jest dostępna i/lub nie jest dołączona do elektrody.
3. Sprawdź, czy tryb pomiaru to pH. Jeśli nie, naciskaj przycisk "MODE", aż na wyświetlaczu LCD pojawi się tryb "pH".
4. W razie potrzeby zapoznaj się ze skróconą instrukcją obsługi na dole miernika lub w pobliżu, aby uzyskać pomoc.
5. Do kalibracji należy zawsze używać świeżych, niewykorzystanych, nieprzeterminowanych buforów pH. Bufory powinny mieć tę samą temperaturę co roztwory testowe.
6. Przepłukać elektrodę pH wodą destylowaną, a następnie buforem używanym do kalibracji (i.e., pH 7,00).
7. Zanurz elektrodę pH w buforze o neutralnym pH (i.e., pH 7,00). Wymieszaj bufor za pomocą pręta magnetycznego (z umiarkowaną szybkością przez ~30 s), aby uzyskać najlepsze wyniki.
8. Naciśnij przycisk "CAL/MEAS" (kalibracja [lub standaryzacja]/pomiar), aby wybrać funkcję "kalibracja (standaryzacja)". Ustaw wartość pH buforu na wyświetlaczu miernika na 7.00.
9. Gdy "odczyt" jest stabilny, naciśnij przycisk "ENTER", aby zaakceptować. Odczyt podstawowy zacznie krótko migać, zanim wyświetlacz pomocniczy zacznie przewijać pozostałe dostępne bufory.
10. Przepłukać elektrodę pH wodą destylowaną, a następnie buforem, który ma być użyty do następnej kalibracji (i.e., pH 4,01).
11. Zanurz elektrodę pH w następnym buforze o pH 4,01. Wyświetlacz miernika powinien być zablokowany na wartości bufora.
12. Gdy "odczyt" jest stabilny, naciśnij "ENTER", aby zaakceptować. Odczyt podstawowy zacznie krótko migać, a następnie wyświetli procentową wydajność (nachylenie), zanim wyświetlacz pomocniczy zacznie przewijać pozostałe dostępne bufory.
13. Powtórz kroki 2.2-2.7, aby skalibrować bufor o pH 10.01.
14. Miernik automatycznie powróci do trybu pomiaru po pomyślnym zakończeniu kalibracji 3-punktowej.
    Uwagi: (1) Standardowe bufory o pH 4.01 i 10.01 można zastąpić innymi odpowiednimi buforami w zależności od zakresu pH badanych próbek. (2) W przypadku kalibracji jedno- (neutralnej) lub dwupunktowej należy nacisnąć przycisk "CAL/MEAS", aby powrócić do pomiarów po zakończeniu kalibracji. (3) Kalibracja z więcej niż 3 punktami może być stosowana do bardziej precyzyjnych pomiarów. (4) Zaleca się wykonanie kalibracja na początku każdego dnia. W celu uzyskania bardzo precyzyjnej pracy pH-metr powinien być kalibrowany przed każdym pomiarem. (5) Ręcznie wyreguluj wartości pH buforów, jeśli temperatura różni się od standardowej temperatury pokojowej i nie jest podłączona sonda ATC.

2. Pomiary pH

1. Upewnij się, że miernik jest w trybie pomiaru pH.
2. Dokładnie przepłucz elektrodę pH między pomiarami wodą destylowaną, aby zapobiec przeniesieniu zanieczyszczenia badanych roztworów. Delikatnie osusz elektrodę na laboratoryjnej chusteczce czyszczącej, aby usunąć nadmiar wody do płukania. Nie pocieraj żarówki, ponieważ może to spowodować gromadzenie się ładunku elektrostatycznego. Alternatywnie przepłucz elektrodę roztworem testowym.
3. Zanurz elektrodę pH w roztworze testowym lub zawiesinie. Wymieszaj roztwór za pomocą pręta magnetycznego (~30 s) z taką samą szybkością mieszania, jak przy kalibracji, aby uzyskać najlepsze wyniki.
4. pH jest zakończone, gdy odczyt pH jest stabilny.
5. W razie potrzeby i możliwości naciśnij przycisk "HOLD", aby zamrozić zmierzony odczyt. Naciśnij ponownie, aby wznowić czytanie na żywo.
6. Zapisz wartość pH (i temperaturę, jeśli to konieczne), zapisując lub naciskając przycisk "MEMORY" (jeśli dotyczy), aby zapisać wartość w pamięci.
7. Powtórz kroki 3.2-3.6 dla wielu pomiarów.
8. Dokładnie wypłucz i przechowuj elektrodę w roztworze do przechowywania po zakończeniu wszystkich pomiarów.
   Uwagi: (1) Czas reakcji sondy pH w każdym buforze nie powinien być dłuższy niż 60 s, ale może być dłuższy w przypadku niektórych roztworów/zawiesin testowych. (2) Sondę elektrody należy czyścić roztworem do czyszczenia elektrod pH raz w miesiącu lub zawsze, gdy jest brudna. Do ogólnego czyszczenia można użyć roztworu 0,1 M HCl. Rozcieńczony detergent w płynie i wybielacz do prania domowego mogą być używane do czyszczenia tłuszczu i zanieczyszczeń bakteryjnych. Jednak, aby uniknąć nieoczekiwanych problemów, najlepszą praktyką jest zawsze zapoznanie się z zaleceniami producenta elektrody. (3) Bańka elektrody pH powinna być przez cały czas wilgotna. Przechowuj go w roztworze do przechowywania elektrod, który jest dołączony do elektrody. Użyj roztworu buforowego o pH 4, jeśli nie jest dostępny roztwór do przechowywania. Użyj roztworu buforowego o pH 7 przez krótki czas, jeśli żaden z nich nie jest dostępny.

pH-metr to urządzenie elektryczne, które określa kwasowość lub zasadowość roztworów wodnych, jeden z najczęściej monitorowanych parametrów.

Aby użyć pH-metru, elektroda pH jest najpierw kalibrowana za pomocą standardowych roztworów buforowych o znanych wartościach pH, które obejmują mierzony zakres. Aby dokonać pomiaru pH, elektrodę zanurza się w roztworze próbki, aż do osiągnięcia stałego odczytu. Elektroda jest następnie płukana po każdej próbce i przechowywana w roztworze do przechowywania po zakończeniu wszystkich pomiarów.

W tym filmie pokazano, jak skalibrować pH-metr i uzyskać pomiary pH, a także zaoferujemy kilka wskazówek dotyczących obchodzenia się z delikatną elektrodą.

Po umieszczeniu kwasu lub zasady w wodzie mogą wystąpić reakcje hydrolizy. Ilość jonów hydroniowych lub jonów wodorotlenkowych otrzymanych w reakcji określa kwasowość lub zasadowość roztworu. Ta ważna właściwość jest zwykle oceniana na podstawie stężenia jonu hydroniowego, który często jest skracany jako jon wodorowy lub proton. W przypadku większości roztworów stężenie jonów wodorowych, wyrażone w molach na litr, jest bardzo małe, dlatego wprowadzono bardziej praktyczną wielkość, pH.

pH definiuje się jako ujemny logarytm molowego stężenia jonu wodorowego. Skala pH waha się od 0 do 14. Czysta woda jest obojętna o pH 7; pH poniżej 7 jest kwaśne, a pH większe niż 7 jest zasadowe. Ponieważ skala pH jest logarytmiczna, jednostkowy spadek pH równa się dziesięciokrotnemu wzrostowi kwasowości.

W jaki sposób pH-metr mierzy pH? Kluczowym elementem pH-metru jest elektroda wrażliwa na jony wodorowe. Roztwór wewnątrz tej elektrody zawiera znane stężenie jonów wodorowych. Gdy elektroda jest zanurzona w roztworze o nieznanym pH, w funkcji stężenia jonów wodorowych w roztworze badanym powstaje potencjał elektryczny. Ta czuła na jony wodorowe elektroda, wraz z elektrodą referencyjną, z którą często jest łączona w jeden korpus, jest podłączona do pH-metru, dzięki czemu wytworzony potencjał może być mierzony i przekształcany na wartość pH.

Teraz, gdy rozumiesz teorię stojącą za pH-metrem, przyjrzyjmy się jego zastosowaniu w rolnictwie.

Przed pomiarem pH pH-metr jest kalibrowany. Kalibracja powinna być wykonywana na początku każdego dnia lub przed każdym pomiarem, jeśli wymagane są niezwykle precyzyjne dane.

Należy wybrać bufory, które obejmują zakres wartości pH próbek. W tej demonstracji pH-metr jest kalibrowany z trzema buforami o pH 4, 7 i 10. Upewnij się, że bufory są świeże, nieużywane i niewygasłe.

Aby rozpocząć, włącz pH-metr, naciskając przycisk zasilania.

Następnie podłącz sondę pH i automatyczną kompensację temperatury lub sondę ATC do urządzenia. Na wyświetlaczu LCD upewnij się, że tryb pomiaru to "pH". Jeśli nie, naciskaj przycisk "MODE", aż pojawi się "pH".

Następnie wyjmij elektrodę pH z bufora do przechowywania. Uważaj, aby nie dopuścić do wyschnięcia żarówki elektrody w żadnym momencie eksperymentu. Przepłukać elektrodę wodą destylowaną, a następnie buforem wzorcowym o pH 7.

Następnie zanurz elektrodę pH w buforze. Wymieszaj bufor za pomocą pręta magnetycznego, aby uzyskać najlepsze wyniki. Aby uniknąć złamania delikatnej elektrody, należy zachować odległość między elektrodą a prętem mieszającym.

Naciśnij przycisk "CAL(ibration) / MEAS(urement)", aby wybrać funkcję kalibracji. Ustaw wartość pH buforu na 7.00. Gdy odczyt jest stabilny, naciśnij "ENTER". Podstawowy odczyt miga na krótko; Następnie na wyświetlaczu pomocniczym wyświetlane są pozostałe bufory. Elektroda jest teraz gotowa do kalibracji z następnym buforem wzorcowym.

Przepłukać elektrodę pH jak poprzednio, najpierw wodą destylowaną, a następnie buforem wzorcowym pH 4. Następnie umieść elektrodę w buforze. Gdy odczyt jest stabilny, naciśnij "ENTER". Odczyt podstawowy miga na chwilę, po czym wyświetlana jest procentowa wydajność lub nachylenie, zanim pozostałe bufory zostaną pokazane na wyświetlaczu dodatkowym.

Na koniec powtórz kroki płukania i kalibracji z buforem wzorcowym o pH 10. Stały odczyt powinien wynosić pH 10,01. Po naciśnięciu "Enter" kalibracja 3-punktowa zostanie wykonana, a miernik automatycznie powróci do trybu pomiaru.

Urządzenie jest teraz gotowe do użycia do badania próbek gleby z pola ziemniaków.

Pomiary pH należy rozpocząć od dokładnego przepłukania elektrody pH wodą destylowaną. Delikatnie osusz elektrodę na laboratoryjnej chusteczce czyszczącej, aby usunąć nadmiar wody. Uważaj, aby nie pocierać żarówki, ponieważ może to spowodować gromadzenie się ładunków elektrostatycznych. Etap płukania należy przeprowadzić między każdą próbką, aby zapobiec zanieczyszczeniu.

Następnie zanurz elektrodę pH w próbce, mieszając. Prędkość mieszania powinna być taka sama jak podczas kalibracji. Poczekaj, aż odczyt się ustabilizuje, co powinno zająć mniej niż 60 s w przypadku większości próbek, a następnie zapisz wartość pH. W razie potrzeby naciśnij przycisk "HOLD", aby zamrozić wyświetlacz odczytu. Naciśnij ponownie, aby wznowić czytanie na żywo. Wartość pH można zapisać w pamięci, naciskając "MI"? (lub?wkładka pamięci)?przycisk. Na chwilę zostanie wyświetlona wartość lokalizacji pamięci zapisanej (StO).

Powtórzyć kroki płukania i pomiaru, jak pokazano poprzednio, dla wszystkich pozostałych próbek. Po zakończeniu wszystkich pomiarów dokładnie wypłucz elektrodę przed umieszczeniem jej w roztworze do przechowywania.

W tym eksperymencie zmierzono pH wielu próbek gleby z pól uprawnych. pH ma wiele skutków dla wzrostu roślin, w tym dostępność składników odżywczych, toksyczność i zwalczanie chorób. Różne uprawy mają zakresy pH o optymalnym wzroście. Kontrolując pH, można zminimalizować choroby przy jednoczesnym zwiększeniu plonów.

Próbki gleby pobrano z pięciu pól ziemniaków w ramach różnych praktyk płodozmianu z nawadnianiem wód gruntowych lub bez niego. Nawadnianie wód gruntowych konsekwentnie podnosiło pH gleby na wszystkich pięciu polach. Dane te są niezbędne do opracowania zaleceń dotyczących wapnowania pól ziemniaków.

Wiele dziedzin nauki wymaga pomiarów lub monitorowania pH w swoich badaniach.

Na przykład, aby efektywniej wykorzystać biomasę i lepiej zrozumieć architekturę ściany komórkowej roślin, przeprowadzono szereg reakcji w celu zsyntetyzowania biomimiki drewna, dzięki czemu można lepiej zrozumieć architekturę ściany komórkowej roślin.

W pierwszym etapie włókno z masy celulozowej siarczanowej wykorzystano do wytworzenia celulozy nanofibrylowanej. pH mieszaniny reakcyjnej obniżało się w miarę utleniania grup hydroksylowych na celulozie.

pH było stale monitorowane i dostosowywane poprzez dodanie wodorotlenku sodu. Gdy wszystkie dostępne grupy hydroksylowe zostaną utlenione, pH już się nie zmieni, a reakcja zostanie zakończona.

W tym badaniu środowiskowym przeanalizowano spływ wody w obiekcie symulującym krajobrazy miejskie. Spływ ma potencjał do przenoszenia składników odżywczych i osadów do lokalnych strumieni i jezior, gdzie mogą one przyczyniać się do eutrofizacji.

Zbudowano obiekt z wieloma działkami polowymi i zbierano wodę spływającą. Określono ilościowo pH próbek spływu wraz z innymi składnikami chemicznymi.

W badaniach z zakresu nauk przyrodniczych dużym zainteresowaniem cieszy się również pH, ponieważ jest ono ściśle regulowane w organizmach żywych. W tym przykładzie opracowano fluorescencyjne czujniki pH.

Aby skalibrować te czujniki in vitro, przeprowadzono miareczkowanie pH w kuwecie, w której zmierzono pH roztworu czujnika za pomocą mikroelektrody i uzyskano widma emisyjne przy każdym pH. W ten sposób intensywność fluorescencji można wykreślić w stosunku do pH, aby wygenerować krzywą kalibracyjną.

Czujniki te zostały następnie wykorzystane do pomiaru pH w żywych komórkach.

Właśnie obejrzałeś wprowadzenie JoVE do korzystania z pH-metru. Powinieneś teraz zrozumieć, czym jest pH, jak działa miernik i jak go używać do pomiaru pH.

Dzięki za oglądanie!